【优化方案】2016届高三物理大一轮复习热点强化突破(十三)动量守恒定律　近代物理[来源：学优高考网128512].doc

热点强化突破(十三) 热点1　动量守恒定律及应用 往年高考对该热点的考查主要集中在弹性碰撞和完全非弹性碰撞以及与能量守恒定律、核反应相结合的综合题上．题型以计算题为主． 1．(2014·高考山东卷)如图，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m.开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度v0.一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起．碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半．求： (1)B的质量； (2)碰撞过程中A、B系统机械能的损失． 解析：(1)以初速度v0的方向为正方向，设B的质量为mB，A、B碰撞后的共同速度为v，由题意知：碰撞前瞬间A的速度为，碰撞前瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得m＋2mBv＝(m＋mB)v 解得mB＝. (2)从开始到碰后的全过程，由动量守恒定律得 mv0＝(m＋mB)v 设碰撞过程A、B系统机械能的损失为ΔE，则 ΔE＝m2＋mB(2v)2－(m＋mB)v2 联立式得ΔE＝mv. 答案：(1)　(2)mv 2．(2015·沈阳质检)如图所示，在光滑水平地面上有一质量m1＝4.0 kg的平板小车，小车的右端有一固定的竖直挡板，挡板上固定一轻质细弹簧，位于小车上A点处的质量为m2＝1.0 kg的木块(视为质点)与弹簧的左端相接触但不连接，此时弹簧与木块间无相互作用力．木块与A点左侧的车面之间有摩擦，与A点右侧的车面之间的摩擦可忽略不计．现小车与木块一起以v0＝2.0 m/s的初速度向右运动，小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞．已知碰撞时间极短，碰撞后小车以v1＝1.0 m/s的速度水平向左运动，取g＝10 m/s2. (1)求小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小； (2)若弹簧始终处于弹性限度内，求小车撞墙后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最大弹性势能． 解析：(1)小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中，小车动量变化量的大小为Δp＝m1v1－m1(－v0)＝12 kg·m/s. (2)小车与墙壁碰撞后向左运动，木块与小车间发生相对运动将弹簧压缩至最短时，二者速度大小相等，此后木块和小车在弹簧弹力和摩擦力的作用下，做变速运动，直到二者再次具有相同速度，此后，二者相对静止．整个过程中，小车和木块组成的系统动量守恒，设小车和木块相对静止时的速度大小为v，根据动量守恒定律有 m1v1－m2v0＝(m1＋m2)v 解得v＝0.40 m/s 当小车与木块首次达到共同速度v时，弹簧压缩至最短，此时弹簧的弹性势能最大，设最大弹性势能为Ep，根据机械能守恒定律可得 Ep＝m1v＋m2v－(m1＋m2)v2 解得Ep＝3.6 J. 答案：(1)12 kg·m/s　(2)0.40 m/s　3.6 J 3．(2014·高考广东卷)如图所示的水平轨道中，AC段的中点B的正上方有一探测器，C处有一竖直挡板．物体P1沿轨道向右以速度v1与静止在A点的物体P2碰撞，并接合成复合体P，以此碰撞时刻为计时零点．探测器只在t1＝2 s至t2＝4 s内工作，已知P1、P2的质量都为m＝1 kg，P与AC间的动摩擦因数为μ＝0.1，AB段长L＝4 m，g取10 m/s2，P1、P2和P均视为质点，P与挡板的碰撞为弹性碰撞． (1)若v1＝6 m/s，求P1、P2碰后瞬间的速度大小和碰撞损失的动能； (2)若P与挡板碰后，能在探测器的工作时间内通过B点，求v1的取值范围和P向左经过A点时的最大动能E. 解析：(1)设P1和P2发生弹性碰撞后速度为v2，根据动量守恒定律有：mv1＝2mv2 解得：v2＝＝3 m/s 碰撞过程中损失的动能为：ΔEk＝mv－×2mv 解得ΔEk＝9 J. (2)P滑动过程中，由牛顿第二定律知 2ma＝－2μmg 可以把P从A点运动到C再返回B点的全过程看做匀减速直线运动，根据运动学公式：有3L＝v2t＋at2 解得v1＝ 若2 s时通过B点，解得：v1＝14 m/s 若4 s时通过B点，解得：v1＝10 m/s 故v1的取值范围为：10 m/s≤v1≤14 m/s P从A开始滑动到返回A的过程中，由动能定理知 －μ×2mg×4L＝E－×2mv 当v2＝v1＝7 m/s时，复合体向左通过A点时的动能最大，解得E＝17 J. 答案：(1)3 m/s　9 J　(2)10 m/s≤v1≤14 m/s　17 J 热点2　原子跃迁与光电效应的综合 考查核心是根据玻尔理论确定原子跃迁放出光子的频率，利用光电效应规律或光电效应方程，判断能否发生光电效应或计算光电子的最大初动能，注意单位统一． 4．如图为氢原子的能级图，大量处于n＝5激发态的氢原子跃迁时，可能发出________种能量不同的光子，其中频率最高的光子能量为________eV，若用